Bedryfstelsel vibrasies - vibrasies fase

Ossillasie prosesse - 'n belangrike element van die moderne wetenskap en tegnologie, sodat hulle is altyd aandag gegee aan die studie as een van die "ewige" probleme. Die taak van enige kennis - nie blote nuuskierigheid, en die gebruik daarvan in die alledaagse lewe. En vir hierdie, daar is daagliks en daar is 'n nuwe tegniese stelsels en meganismes. Hulle is aan die beweeg, wys sy wese, besig met 'n werk, of om vaste, behou die potensiaal onder sekere omstandighede, gaan na die toestand van beweging. Wat is die beweging? Sonder om in die oerwoud, neem ons die eenvoudigste interpretasie: 'n verandering van die materiaal posisie van die liggaam relatief tot enige koördinaat stelsel, wat konvensioneel oorweeg word vasgestel.

Onder die groot aantal moontlike opsies vir die beweging van besondere belang is ossillerende, wat gekenmerk word in die sin dat die stelsel herhaal die verandering van sy oorsprong (of van fisiese hoeveelhede) met gereelde tussenposes - siklusse. Sulke vibrasies word periodieke of sikliese genoem. Onder hulle is 'n afsonderlike klas van harmoniese ossillasies, waarin die kenmerkende tekens (snelheid, versnelling, posisie in die ruimte, ens) wissel sinusoïdaal in tyd, dit wil sê, 'n sinusvormige vorm. 'N merkwaardige eienskap van die harmoniese ossillasies is dat hul kombinasie is geen ander opsies, insluitend en nie-harmoniese. 'N Baie belangrike konsep in fisika is "fase ossillasies", wat beteken dat die posisie van die ossillerende liggaam fiksasie op 'n sekere tyd. Fase gemeet in hoek eenhede - radiale eerder arbitrêre, net soos 'n maklike manier om die periodieke prosesse te verduidelik. Met ander woorde, dit bepaal die fase waarde van die huidige stand van die ossillerende stelsel. Anders dit kan nie - want die fase skommelinge is die argument van die funksie wat hierdie skommelinge beskryf. Die werklike waarde van die fase vir die beweging van die vibrasie karakter kan die koördinate, spoed, en ander fisiese parameters wat sinusoïdaal wissel dui, maar gemeen om hulle tyd afhanklikheid.

Demonstreer dat hierdie fase van die ossillasie is nie moeilik nie - dit sou 'n eenvoudige meganiese stelsel vereis - draad, r lank, en hang op dit "materiaal punt" - Bob. Ons los die draad in die middel van 'n vierkantige assestelsel en dwing ons "slinger" cool. Kom ons neem aan dat hy bereid is om dit te doen met 'n hoeksnelheid w was. Dan, tydens die tyd t vrag rotasie hoek φ = wt. Verder moet hierdie uitdrukking word beskou as die eerste fase van ossilasie as hoek φ0 - posisie van die stelsel voor die aanvang van die beweging. So, die totale rotasie hoek, die fase word bereken uit die verhouding φ = wt + φ0. Toe die uitdrukking vir die harmoniese funksie en 'n projeksie koördineer las op die X-as, kan ons skryf:

x = A * cos (wt + φ0), waarin 'n - amplitude van ossillasie, in hierdie geval gelyk aan r - die radius van die filament.

Net so, is dieselfde projeksie op die Y-as soos volg geskryf:

y = a * sonde (wt + φ0).

Dit moet verstaan word dat die fase van die ossillasie in hierdie geval nie meet rotasie "hoek", en die hoek mate van tyd dat die tyd in hoek eenhede uitdruk beteken. Gedurende hierdie tyd het die vrag roteer deur 'n sekere hoek, wat uniek bepaal kan word uit die feit dat die hoeksnelheid vir sikliese skommelinge w = 2 * π / T, waar T - ossillasie tydperk. Gevolglik, as een tydperk ooreenstem met rotasie deur 2π radiale, die deel van die tydperk tyd kan proporsioneel uitgedruk as 'n fraksie van die hoek van die volle rotasie van 2π.

Skommelinge nie bestaan deur hulself - die klank, lig, vibrasie is altyd 'n superposisie, superposisie van 'n groot aantal ossillasies van 'n verskeidenheid van bronne. Natuurlik, die gevolg van superposisie van twee of meer vibrasies invloed op hul parameters, insluitend en fase ossillasies. Formule totale ossillasie gewoonlik nonharmonic, dus kan 'n baie komplekse vorm, maar dit raak net meer interessant. Soos hierbo bespreek, kan enige nie-harmoniese ossillasie voorgestel word as 'n groot aantal van harmoniese van dieselfde amplitude, frekwensie en fase. In wiskunde, is hierdie aksie genaamd "uitbreiding van in 'n ry", en word algemeen gebruik in die berekeninge, byvoorbeeld, die krag van strukture en fasiliteite. Die basis vir hierdie berekeninge is die studie van harmoniese ossillasies met al die parameters, insluitend fase.